1. Panoramica del progetto
Questo progetto è un sistema di controllo automatico non presidiato per stazioni di scambio termico. Il progetto prevede sei stazioni di scambio termico tra cui zona H, zona I, zona E, zona nord, zona sud sud e zona sud nord e una stazione pubblica. Il progetto mira a costruire un sistema di controllo automatico non presidiato. Il sistema di monitoraggio presidiato ottimizza i metodi di supervisione delle operazioni di produzione, migliora i livelli di gestione della sicurezza e consente il monitoraggio centralizzato dello stato operativo di ciascuna apparecchiatura della stazione di scambio termico nella sala di controllo del locale caldaie; i principali parametri operativi della stazione di scambio di calore sono visualizzati centralmente nella sala di controllo del locale caldaia per facilitare i tecnici di produzione. Comprendere rapidamente lo stato operativo della stazione di scambio di calore e analizzare se l'apparecchiatura funziona in uno stato ragionevole al fine di ottimizzare i parametri operativi; scoprire potenziali incidenti legati alla sicurezza nel funzionamento delle apparecchiature il prima possibile per ridurre l'incidenza degli incidenti; ridurre gli investimenti nel personale e realizzare stazioni di scambio termico senza personale Il servizio a lungo termine riduce la frequenza delle pattuglie delle stazioni e nel complesso riduce i costi della manodopera.
1.1 La panoramica specifica di ciascuna stazione di scambio termico è la seguente:
(1)Stazione di scambio termico zona H:
L'area di riscaldamento della stazione di scambio termico nella Zona H è 235318,59㎡. Tra questi, l'area alta è 111440,18㎡; l'area bassa è 123878,41㎡. Le estremità sono riscaldate da radiatori.
Le principali apparecchiature nella zona alta della stazione: 3 scambiatori di calore a piastre, 2 pompe di circolazione dell'acqua e 2 pompe di alimentazione dell'acqua; l'attrezzatura principale nella zona bassa è: 3 scambiatori di calore a piastre, 2 pompe di circolazione dell'acqua e 2 pompe di alimentazione dell'acqua; aree alte e basse Trattamento dell'acqua condiviso e altre apparecchiature.
(2) Stazione di scambio termico area I:
L'area di riscaldamento della stazione di scambio termico nella Zona I è 251177,9㎡. Tra questi, l'area alta è 126116,5㎡; l'area bassa è 125061,4㎡. Le estremità sono riscaldate da radiatori.
Le principali apparecchiature nella zona alta della stazione: 3 scambiatori di calore a piastre, 2 pompe di circolazione dell'acqua e 2 pompe di alimentazione dell'acqua; l'attrezzatura principale nella zona bassa è: 3 scambiatori di calore a piastre, 2 pompe di circolazione dell'acqua e 2 pompe di alimentazione dell'acqua; aree alte e basse Trattamento dell'acqua condiviso e altre apparecchiature.
(3) Centrale di scambio termico zona E
L'area di riscaldamento della stazione di scambio termico nell'Area E è 65290,35㎡. Le estremità sono riscaldate da radiatori.
Attrezzatura principale della stazione: 2 scambiatori di calore a piastre, 3 pompe di circolazione dell'acqua, 2 pompe di rifornimento acqua, trattamento dell'acqua e altre attrezzature.
(4) Stazione di scambio termico del distretto nord
La superficie riscaldata della stazione di scambio del distretto nord è di 61.798,29 metri quadrati e la superficie riscaldata non verrà aumentata in futuro. Non c'è acqua calda sanitaria, il sistema di riscaldamento non distingue tra zona alta e zona bassa e l'altezza di gronda è di 12 metri.
Attrezzatura principale della stazione: 2 scambiatori di calore a piastre, 3 pompe di circolazione dell'acqua, 2 pompe di rifornimento acqua, trattamento dell'acqua e altre attrezzature.
(5) Stazione di scambio termico del distretto sud-nord
L'area di riscaldamento della stazione di scambio nord nel distretto sud è 109620,71㎡, mentre le aree commerciali e altre aree sono 3661,87㎡. In futuro la superficie riscaldabile non verrà aumentata. Non c'è acqua calda sanitaria e l'impianto di riscaldamento non distingue tra zone alte e zone basse. L'altezza di gronda è di 45 m; il riscaldamento del terminale è a radiatori.
Attrezzatura principale della stazione: 2 scambiatori di calore a piastre, 3 pompe di circolazione dell'acqua, 2 pompe di rifornimento acqua, trattamento dell'acqua e altre attrezzature.
(6) Stazione di scambio termico del distretto sud
L'area riscaldata della stazione di scambio sud nel distretto sud è di 125.404,8 ㎡, mentre le aree commerciali e di altro tipo sono 1.727,02 ㎡. In futuro la superficie riscaldabile non verrà aumentata. Non c'è acqua calda sanitaria, il sistema di riscaldamento non distingue tra zona alta e zona bassa e l'altezza di gronda è di 45 m.
Attrezzatura principale della stazione: 2 scambiatori di calore a piastre, 3 pompe di circolazione dell'acqua, 2 pompe di rifornimento acqua, trattamento dell'acqua e altre attrezzature.
1.2 Il flusso di processo di ciascuna stazione di scambio termico è il seguente:
Descrizione del processo:
① La fonte di calore di questa stazione è fornita dal locale caldaia. L'acqua viene fornita al distributore d'acqua della stazione di scambio di calore attraverso la tubazione principale di alimentazione dell'acqua per la distribuzione, e fornita rispettivamente agli scambiatori di calore a piastre della zona alta e bassa; terminato lo scambio termico, ritorna al collettore dell'acqua e ritorna nel locale caldaia attraverso la tubazione principale dell'acqua di ritorno.
② L'acqua di ritorno secondaria dall'utenza del calore viene pressurizzata dalla pompa di circolazione ed entra rispettivamente in tre serie di scambiatori di calore a piastre. Dopo lo scambio di calore nello scambiatore di calore si forma una riserva d'acqua secondaria, che viene raccolta dal lato di alimentazione dell'acqua dello scambiatore di calore a piastre al serbatoio di alimentazione dell'acqua. I tubi vengono distribuiti agli utenti del riscaldamento attraverso la rete di tubazioni.
③ Il punto di pressione fisso per il rifornimento dell'acqua si trova sul tubo principale di ingresso della pompa di circolazione e viene utilizzato per controllare l'avvio e l'arresto della pompa di rifornimento dell'acqua e il rilascio dell'acqua in sovrapressione.
Descrizione del processo:
① La fonte di calore di questa stazione è fornita dal locale caldaia Zhujiang Yijing. L'acqua viene fornita a due scambiatori di calore a piastre attraverso la tubazione principale di alimentazione idrica; terminato lo scambio termico, viene restituita al locale caldaia attraverso la tubazione principale dell'acqua di ritorno.
② L'acqua di ritorno secondaria dall'utenza del calore viene pressurizzata dalla pompa di circolazione ed entra rispettivamente in due serie di scambiatori di calore a piastre. Dopo lo scambio di calore nello scambiatore di calore, si forma una fornitura d'acqua secondaria, che viene raccolta dal lato di alimentazione dell'acqua dello scambiatore di calore a piastre al tubo di alimentazione principale dell'acqua. La rete è assegnata agli utenti caldi.
③ Il punto di pressione fisso per il rifornimento dell'acqua si trova sul tubo principale di ingresso della pompa di circolazione e viene utilizzato per controllare l'avvio e l'arresto della pompa di rifornimento dell'acqua e il rilascio dell'acqua in sovrapressione.
Combinando le esigenze dei clienti e le effettive condizioni del progetto, Hangzhou Youwen ha proposto una soluzione completa all-in-one basata sui prodotti hardware del sistema di controllo industriale IoT eDCS UW2100 e sui prodotti software UWNTEK.
2. Principi di progettazione del sistema
Il sistema di monitoraggio non presidiato della stazione di scambio di calore basato sull'hardware del sistema UW2100eDCS e sulla piattaforma software UWNTEK integra la pianificazione e il monitoraggio. Le sue funzioni includono l'interfaccia uomo-macchina, la gestione del database, la raccolta remota dei dati, il controllo remoto, gli allarmi, le tendenze e i report, ecc., utilizzando vari Una rete di comunicazione avanzata che traccia e monitora l'intera rete di riscaldamento, condutture, strumenti, ecc. non solo consente gli spedizionieri sono in grado di comprendere appieno lo stato di riscaldamento dell'intera rete di tubazioni, ma riflettono anche in modo rapido e accurato le informazioni sugli allarmi di guasto in loco per facilitare l'ispezione e la manutenzione. La manutenzione tempestiva da parte del personale non solo consente di risparmiare molta manodopera e risorse materiali, ma migliora anche notevolmente il moderno livello di gestione della rete di riscaldamento.
Questo progetto si basa sul modello di "gestione centralizzata, controllo decentralizzato" e sull'idea di ingegneria municipale digitale e informatizzata, concentrandosi sulla costruzione del sistema informativo di "integrazione di gestione e controllo" dell'impresa e sulla creazione di un sistema informatico avanzato, affidabile, efficiente, sicuro , controllo integrato del processo, Un sistema di monitoraggio che integra il monitoraggio e la gestione della programmazione informatica e ha una buona apertura può completare il monitoraggio e il controllo automatico dell'intero processo di riscaldamento e di tutte le apparecchiature di produzione, raggiungendo l'obiettivo di "sul posto non presidiato e poche persone in servizio alla stazione centrale".
3. Struttura complessiva del sistema
L'intero sistema include una nuova generazione di front-end intelligente per il controllo della percezione che soddisfa i requisiti applicativi dei sistemi ciberfisici CPS e dell'Internet industriale, una rete industriale auto-organizzante eterogenea su vasta area e un ambiente di supporto del servizio cloud su vasta area per progettazione, programmazione e ingegneria di controllo del sistema di controllo.
Il sistema si basa sul controller UW2100 per raccogliere centralmente informazioni su motore, valvola, trasmettitore e altre apparecchiature in loco tramite 4~20 mA standard, PT100, PT1000, ingresso del segnale di livello, uscita del contatto passivo relè, ecc. e si basa sul wireless GSM La rete carica centralmente i dati sulla piattaforma cloud UWNTEK per realizzare il monitoraggio remoto di informazioni su un'ampia area.
Il controller UW2100 in loco comunica con l'inverter in base al protocollo della stazione master Modbus-RTU (RS-485) per realizzare la raccolta di informazioni sui dispositivi di terze parti, la connessione di comunicazione e il controllo di più inverter; basato sul protocollo della stazione slave Modbus-RTU (RS-485) Comunicare con il touch screen per realizzare il monitoraggio in loco delle informazioni sulle apparecchiature; allo stesso tempo, il sistema di controllo distribuito UW500 viene utilizzato nella fabbrica di caldaie per fonti di calore e un centro di monitoraggio centrale viene installato nella sala di controllo centrale per monitorare centralmente le informazioni sulle apparecchiature in vari punti distribuiti.
La piattaforma software del sistema UWNTEK fornisce funzioni di integrazione video, che possono collegare i segnali video standard delle telecamere (Dahua, Hikvision) installate in loco al sistema per realizzare il monitoraggio remoto dei segnali video in tempo reale in loco; su questa base, la piattaforma software del sistema UWNTEK apre l'interfaccia HDMI standard, è possibile installare un grande schermo nella sala di controllo centrale e i processi chiave del processo possono essere collegati al grande schermo centrale nella sala di controllo.
Il sistema supporta il monitoraggio remoto di terminali mobili (telefoni cellulari, iPad, tablet, notebook, ecc.) in un'ampia area basata su reti 2G, 3G e 4G. I permessi operativi possono essere suddivisi in base alle zone di sicurezza per garantire la sicurezza del sistema.
4. Piano di progettazione del sistema
4.1 Centro di monitoraggio del sistema
Il centro di monitoraggio del sistema si trova nello stabilimento delle caldaie della fonte di calore. Il centro di monitoraggio è costituito principalmente da diverse postazioni operatore (le postazioni tecnico possono essere utilizzate contemporaneamente alle postazioni operatore, il numero specifico dipende dalla progettazione della sala di controllo centrale), un sistema di visualizzazione a grande schermo e un Ethernet industriale. È costituito da uno switch , una stampante per grafici e report, un alimentatore UPS, ecc.;
Il computer nel centro di monitoraggio deve essere connesso alla rete esterna tramite mezzi cablati o wireless. Il sistema di monitoraggio utilizza una struttura peer-to-peer a stella serverless. Sulla base del metodo di comunicazione GSM wireless e della piattaforma cloud UW, viene creato un sistema di rete geografica per stazioni operatore, stazioni tecnico, varie postazioni di lavoro funzionali e periferiche di sistema. E sulla base del server cloud UW, l'interfaccia di monitoraggio WEB viene rilasciata per soddisfare le esigenze dei clienti (computer, telefoni cellulari, tablet, ecc.) sulla base dell'accesso remoto ad ampia area 2G, 3G e 4G.
4.1.1 Funzione del centro di monitoraggio del sistema
1. Controllo dell'elettrovalvola di regolazione dell'alimentazione idrica sul lato primario della sostituzione della piastra
L'apertura dell'elettrovalvola di regolazione è controllata PID attraverso la temperatura di alimentazione dell'acqua del lato secondario (l'apertura minima dell'elettrovalvola di regolazione è determinata tenendo conto della sicurezza di funzionamento della caldaia).
2. Monitoraggio dello stato di funzionamento dello scambiatore di calore a piastre
I sensori di temperatura e pressione sono installati all'ingresso e all'uscita del lato primario e secondario del cambiapiastre per monitorare le condizioni di lavoro di ciascun cambiapiastre.
3. Monitoraggio della pompa dell'acqua di circolazione del riscaldamento
Un sensore di pressione è installato sul tubo principale di ingresso e uscita della pompa di circolazione del riscaldamento per monitorare lo stato di funzionamento della pompa dell'acqua e la pressione del sistema.
4. Monitoraggio inverter pompa di circolazione riscaldamento e pompa reintegro acqua:
Monitorare da remoto/localmente lo stato di avvio/arresto della pompa di circolazione; monitorare da remoto le condizioni di funzionamento dell'inverter (corrente di uscita, frequenza, potenza, segnale di guasto, ecc.). Il convertitore di frequenza è collegato in serie tramite la linea di comunicazione RS485 per comunicare con eDCS. eDCS può leggere vari parametri operativi, stato e altri segnali del convertitore di frequenza.
5. Monitoraggio della pressione e della temperatura della tubazione principale dell'acqua di mandata e ritorno sul lato secondario
I sensori di temperatura e pressione sono installati sulla tubazione principale di alimentazione idrica lato secondario; i sensori di temperatura sono installati sul tubo principale dell'acqua di ritorno. La pressione viene ricavata dal valore di pressione della tubazione principale di ingresso della pompa di circolazione e le condizioni di temperatura e pressione dell'acqua di mandata e di ritorno del lato secondario vengono monitorate a distanza.
6. Monitoraggio della differenza di pressione del dispositivo di decontaminazione
Installare un trasmettitore della differenza di pressione sul dispositivo di decontaminazione del tubo di ritorno del lato secondario per monitorare a distanza la differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del dispositivo di decontaminazione per determinare se è in condizioni di funzionamento normali.
7. Monitoraggio del livello del liquido nel serbatoio di rifornimento dell'acqua
Il serbatoio dell'acqua addolcita utilizza un misuratore del livello del liquido del tipo a pressione per trasmettere il segnale del livello del liquido al controller eDCS in tempo reale.
8. Monitoraggio del livello dell'acqua nei pozzetti
Un regolatore del livello del liquido viene aggiunto alla vasca di raccolta per monitorare il livello dell'acqua nella vasca di raccolta; il pozzetto si trova nel raggio di sorveglianza della telecamera per comprendere tempestivamente la situazione dello scarico delle acque reflue.
4.1.2 Protezione di sicurezza e allarme
Utilizzare il software di configurazione per stabilire un diagramma schematico dello stato di monitoraggio della stazione di scambio di calore, impostare i punti di allarme in posizioni importanti e utilizzare accattivanti segnali rossi e verdi per indicare lo stato di guasto dei punti di stato. Durante la visualizzazione dello stato di guasto, verrà emesso un allarme acustico (messaggio vocale o suono della sirena, ecc.).
1. Allarmi di livello basso e alto del serbatoio dell'acqua
Quando l'allarme del livello del serbatoio dell'acqua è basso, significa che l'acqua addolcita nel serbatoio dell'acqua sta per esaurirsi. Se la pompa di rifornimento dell'acqua continua a funzionare, la pompa dell'acqua potrebbe essere danneggiata. Pertanto, "il livello del serbatoio dell'acqua è troppo basso" è un allarme per un funzionamento sicuro.
Quando il livello del liquido nel serbatoio dell'acqua è troppo alto, significa che c'è un problema con il dispositivo di controllo del livello del liquido nel serbatoio dell'acqua. Se non si smette di riempire il serbatoio dell'acqua, l'acqua nel serbatoio verrà scaricata dal tubo di troppo pieno, con conseguente spreco di risorse e il tubo di troppo pieno potrebbe non essere scaricato in tempo. Di conseguenza, l'acqua si è riversata su altri quadri elettrici, causando incidenti di sicurezza.
2. Allarmi di livello liquido alto e basso nella coppa
Quando si verifica un allarme di basso livello del liquido nella vasca di raccolta, significa che le acque reflue nella vasca di raccolta sono state quasi scaricate. Se la pompa per acque luride continua a funzionare, potrebbe non funzionare correttamente a causa del funzionamento senza acqua o addirittura di un grave incidente in cui la pompa dell'acqua è surriscaldata e danneggiata.
Quando il livello del liquido nella vasca di raccolta è troppo alto, significa che le acque reflue nella vasca di raccolta non vengono scaricate in tempo. Se non ci si reca sul posto per ispezionare o non si adottano altre misure per lo scarico delle acque reflue, l'acqua traboccherà dal pozzetto e traboccherà nel quadro elettrico di controllo, causando rischi per la sicurezza. INCIDENTE.
3. Allarme guasto pompa di circolazione
Raccogliendo i segnali tramite la comunicazione 485, è possibile scoprire in tempo lo stato di guasto della pompa di circolazione, il che facilita la commutazione tempestiva della pompa di circolazione, garantisce la qualità del riscaldamento ed elimina i guasti in modo tempestivo.
4. Allarme guasto pompa reintegro acqua
Le voci di allarme sono le stesse della pompa di circolazione dell'acqua.
5. Allarme differenza di pressione tra ingresso e uscita del dispositivo di decontaminazione
Quando la differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del dispositivo di decontaminazione supera un certo valore, influenzerà seriamente il flusso d'acqua circolante del sistema, che a sua volta influirà sul consumo energetico della pompa di circolazione. Rilevando questo parametro è possibile scoprire in tempo la differenza di pressione del dispositivo di decontaminazione. Quando la differenza di pressione supera il valore impostato, il dispositivo di rimozione dello sporco deve essere pulito.
4.2 Piano di configurazione hardware del sistema di stazioni di scambio di calore non presidiate, prendendo come esempio la stazione di scambio di calore non presidiata nella Zona H;
5. Descrizione del piano
Questo sistema è progettato e implementato sulla base dell'hardware del sistema eDCS per l'Internet delle cose industriale UW2100 combinato con il software UWWNTEK. Stabilisce un sistema di monitoraggio avanzato, efficiente, stabile e di alta qualità che integra il controllo del processo, il monitoraggio e la gestione della pianificazione computerizzata e ha una buona apertura per completare l'intero processo di riscaldamento. Monitoraggio e controllo automatico del processo e di tutte le attrezzature di produzione per realizzare le seguenti funzioni tecniche:
1) I dati nel centro di monitoraggio della stazione di scambio termico sono quasi sincronizzati con i dati in loco, riducendo i costi operativi della manodopera;
2) Il sistema di monitoraggio fornisce supporto ambientale hardware e software per risolvere il problema dello squilibrio nel funzionamento della rete di riscaldamento, ottenere un funzionamento equilibrato della rete di riscaldamento e migliorare l'effetto di riscaldamento.
3) Svolge il ruolo di risparmio energetico e riduzione dei consumi. La stazione di scambio termico regola automaticamente la temperatura di alimentazione dell'acqua in base alle variazioni della temperatura esterna, risparmiando così il massimo consumo energetico e migliorando la qualità del servizio di riscaldamento.
4) Si evita il fenomeno del furto di vapore e della perdita di vapore. Grazie al funzionamento online 24 ore su 24, l'idea dell'utente del furto di vapore viene eliminata. I guasti nella misurazione in loco possono essere scoperti nel più breve tempo possibile e il tempo del guasto viene registrato e archiviato. Evitare perdite di misura.
5) Utilizzare il sistema di simulazione per eseguire calcoli idraulici e termici sulla rete di riscaldamento e analizzare il funzionamento di controllo della rete di riscaldamento per ottenere un funzionamento ottimale della rete di riscaldamento. Utilizzare la diagnosi dei guasti e l'analisi delle perdite di energia per comprendere le perdite di isolamento e di resistenza della rete di tubazioni e l'efficienza d'uso delle apparecchiature. Ridurre al minimo le perdite nelle tubazioni della rete di riscaldamento per ottenere il funzionamento più economico. Analizza la rete di tubazioni attraverso il confronto tra dati storici e dati in tempo reale.
